Digue B

2.5.1 Principales donn´ees disponibles

Les principales caract´eristiques du site ´etudi´e sont synth´etis´ees sur le sch´ema pr´esent´e

sur la figure 2.1. La digue est localis´ee le long de l’Is`ere, dans le bassin grenoblois, entre

les massifs de Chartreuse au Nord et de Belledonne au Sud. Le remplissage s´edimentaire,

compos´e d’argiles lacustres entremˆel´ees de d´epˆots sableux en profondeur et d’alluvions

fluviatiles plus grossi`eres en superficie, est tr`es ´epais au niveau du site (´epaisseur d’environ

800 m). Le substratum rocheux est constitu´e d’une alternance de marnes et de calcaire

marneux du Jurassique tr`es raides (V

_S

ě 2000 m{s). La nappe phr´eatique se situe `a

faible profondeur.

3m

calcaire marneux

argiles lacustres

et d´epˆots sableux ^{« 800m}

V

_S

_ě2000 m/s

sables

graveleux ^9m

Amont

Aval

Figure 2.1 – Site B : principales caract´erisiques du site.

Concernant plus particuli`erement l’ouvrage en lui mˆeme, sa hauteur du cˆot´e de l’Is`ere

(entre la crˆete et le lit du cours d’eau) est de 9 m environ, avec un fruit

3

moyen de

la pente cˆot´e rivi`ere ´egal `a 1.5. De l’autre cˆot´e, la hauteur de digue est beaucoup plus

petite, la diff´erence d’altitude entre la crˆete et le terrain naturel est l´eg`erement inf´erieur

`

a 3 m, le fruit moyen est ´egal `a 1.6. L’ouvrage est globalement constitu´e sables fins `a

3. Le fruit repr´esente le rapport entre les variations horizontale et verticale, c’est l’inverse de la

tangente de l’angle form´e entre le talus et l’horizontale.

2.5 Digue B

grossiers graveleux (`a galets ou cailloutis), comme l’indique le log du sondage carott´e de

4 m de profondeur r´ealis´e depuis la crˆete de la digue (annexe A.2.1).

Pour rappel, dans ce manuscrit, le talus du cˆot´e du cours d’eau principal (ici l’Is`ere), est

appel´e talusamont, tandis que l’autre talus de la digue, est appel´e talusaval (voir figure

2.1).

2.5.2 Dispositifs mis en place

Les mesures effectu´ees suivent le programme de reconnaissances pr´esent´e en

intro-duction, sans la r´ealisation d’un crosshole/downhole. Au niveau du terrain naturel, des

mesures en sismique r´efraction (tomographies ondes P et S) viennent compl´eter

l’ana-lyse de la propagation des ondes de surface (ondes de Love et Rayleigh). La figure 2.2

sch´ematise la localisation des mesures effectu´ees. Deux profils de sismique active sont

consid´er´es :

• un profil transversal `a l’axe de l’ouvrage, depuis la crˆete jusqu’au terrain naturel

(tomographie sismique en ondes P et S), en pouvant acc´eder `a une partie du talus

cˆot´e Is`ere ;

• un profil au niveau du terrain naturel (tomographie sismique en ondes P et S ainsi

que MASW Love et Rayleigh).

Les caract´eristiques des mesures en sismique active sont synth´etis´ees dans le tableau 2.2.

Par ailleurs, des mesures ponctuelles de vibrations ambiantes sont effectu´ees

transversa-lement `a l’axe de la digue le long des talus amont et aval (6 points de mesure, repr´esent´es

par les ronds de couleur sur la figure 2.2) ainsi qu’au niveau du terrain naturel (3 points

de mesure, repr´esent´es par les ronds gris sur la figure 2.2).

3m

profil sismique active transversal

profil sismique active au niveau du terrain naturel

points de mesure H/V

Terrain naturel ^{Digue 9m}

Figure 2.2 – Site B : localisation des mesures r´ealis´ees.

2.5.3 Synth`ese des r´esultats

Situation g´en´erale La figure 2.3 synth´etise les valeurs de vitesse des ondes de

cisaille-ment obtenues sur cet ouvrage. Les deux ronds noir et rouge permettent de localiser les

79

Profil Type de mesure

Lin´eaire

en

surface

Nombre de

g´eophones

Espacement

entre les

g´eophones

Transversal

digue

Tomographie

sismique (P et S) ^{44 m 21 2 m}

Terrain naturel ^Tomographie

sismique (P et S) ^{55 m 23 2.5 m}

MASW (Love et

Rayleigh)

Table2.2 – Sites B : caract´eristiques des profils de mesure par sismique active (r´efraction

et/ou MASW).

points o`u les courbes H/V sont pr´esent´ees par la suite. Le corps de digue est peu

com-pact´e et une vitesse des ondes de cisaillement de 300 m{s y est estim´ee. Les mesures

par sismique r´efraction permettent d’estimer cette vitesse jusqu’`a environ 12 m de

pro-fondeur. Des vitesses plus faibles sont identifi´ees sur les deux premiers m`etres (150-200

m{s). La nappe, repr´esent´ee par la ligne bleue, est localis´ee `a environ 3 m de profondeur

grˆace `a la mesure de la vitesses des ondes P. Des vitesses similaires sont mesur´ees depuis

la surface du terrain naturel, l´eg`erement inf´erieures `a celles obtenues dans la digue. La

vitesse des ondes de cisaillement augmente l´eg`erement `a partir de 3 m de profondeur et

est estim´ee `a 400 m{s `a environ 10 m. Les vitesses obtenues par les diff´erents dispositifs

de mesure sont pr´esent´ees plus en d´etail dans les paragraphes suivants.

Vitesse des ondes de cisaillement sous l’axe de la digue La vitesse des ondes

de cisaillement au niveau de la digue est fournie sur ce site uniquement par la sismique

r´efraction en ondes S le long du profil transversal `a l’ouvrage. La profondeur maximale

d’investigation est de l’ordre de 12 m permettant d’obtenir la vitesse des ondes de

cisaille-ment dans la digue. La tomographie en ondes S le long de ce profil fournit les r´esultats

pr´esent´es sur la figure 2.4. Elle est de l’ordre de 250-300 m_{s dans la digue et jusqu’`a

une dizaine de m`etres de profondeur sous la crˆete.

Vitesse des ondes de cisaillement au niveau du terrain naturel La vitesse des

ondes de cisaillement au niveau du terrain naturel est fournie par deux dispositifs de

mesure : la sismique r´efraction (tomographie) en ondes S et l’analyse de la propagation

des ondes de Love et Rayleigh (MASW). La figure 2.5 compare les r´esultats obtenus avec

ces deux approches. Cette figure distingue les profils issus du diagramme de dispersion

des ondes de Love et ceux issus du diagramme de dispersion des ondes de Rayleigh. Les

r´esultats sont globalement coh´erents entre eux (et avec la r´efraction) mais n’ont pu ˆetre

invers´es conjointement, le milieu n’´etant probablement pas parfaitement 1D. La vitesse

2.5 Digue B

3m _300m/s

250m/s

argiles lacustres

400m/s

et d´epˆots sableux ^{« 800m}

300m/s

calcaire marneux

V

_S

_ě2000 m/s

Figure 2.3 – Site B : synth`ese des vitesses des ondes de cisaillement d´eduites des diff´

e-rentes mesures. Le trait en pointill´es violet (- - -) mat´erialise les limites de p´en´etrations

(maximales) th´eoriques des m´ethodes de sismiques actives non-invasives (MASW et r´

e-fraction).

des ondes de cisaillement est de l’ordre de 250-300 m{s jusqu’`a 10 m de profondeur.

Courbes H/V Les courbes H/V obtenues au niveau du terrain naturel et en crˆete

de digue sont pr´esent´ees sur la figure 2.6. Ces courbes sont globalement identiques et

aucun effet de la digue n’est identifiable. La principale explication avanc´ee pour justifier

de l’absence d’un impact de la digue sur les courbes H/V est l’absence de contraste de

vitesses entre le corps de la digue et le sol sur-lequel elle est fond´ee. Un pic (amplitude

environ ´egale `a 6) est observ´e `a la fr´equence 0.3 Hz. Il s’agit de la fr´equence fondamentale

de r´esonance du bassin grenoblois.

2.5.4 Conclusions sur ce site

Ce site permet de consid´erer le cas d’une petite digue reposant sur une couche tr`es

´epaisse d’alluvions, sans contraste avec cette derni`ere. Les courbes H/V mesur´ees en

crˆete et au niveau du terrain naturel sont identiques et enti`erement contrˆol´ees par la

r´esonance de la couche de sol `a 0.3 Hz. Elles ne permettent pas de mettre en ´evidence une

81

Figure 2.4 – Site B : vitesse des ondes de cisaillement dans la digue. R´esultats de la

tomographie sismique en ondes S le long du profil transversal `a l’axe de la digue. L’axe

horizontal correspond `a l’abscisse des g´eophones, le profil de mesure est orient´e de l’Is`ere

au cˆot´e sec (premier g´eophone, d’abscisse 0 cˆot´e Is`ere).

quelconque_«signature_»de la digue, et notamment d’identifier sa fr´equence de r´esonance.

Concernant l’obtention de la vitesse des ondes de cisaillement dans l’ouvrage et au niveau

du terrain naturel, l’ensemble des m´ethodes g´eophysiques employ´ees (sismique r´efraction

et analyse de la propagation des ondes de surface) convergent globalement vers les mˆemes

valeurs. ´Etant donn´ees les limites de p´en´etration associ´ees aux dispositifs employ´es, il

n’est n´eanmoins pas possible d’obtenir le profil de vitesse des ondes S jusqu’`a 30 m de

profondeur et ainsi de d´eduire la valeur de V

_S30

.

Dans le document Stabilité des digues sous chargement sismique : vers une nouvelle génération de méthodes simplifiées (Page 117-121)